浅谈镀镍光亮剂

浅谈镀镍光亮剂

1 镀镍光亮剂的发展

电镀镍光亮剂发展至今，一般认为经历了四个阶段：第一阶段为采用无机光亮剂，如镉盐等；第二阶段为丁炔二醇与糖精；第三阶段为丁炔二醇与环氧化合物的缩合物与糖精；第四阶段为中间体复配的次级光亮剂与作为初级光亮剂的柔软剂，即所谓第四代镀镍光亮剂。

丁炔二醇与糖精配合，能得到白亮镀层，但整平性差，镀层无“肉头”。丁炔二醇的还原产物1，4-丁二醇和丁烷等残留在镀液中，使性能恶化且很难用活性炭除去：：于是开发出将丁炔二醇与环氧丙烷、环氧氯丙烷进行催化缩合的BEO、BMP等产品，它们的整平性比丁炔二醇好得多，大处理周期延长。但其不足之处也逐渐显露出来：起光速度慢、整平性不理想、低电流密度区光亮性差或造成漏镀、高电流密度区易发雾。一般要求不高的简单工件可以用，复杂件则难达要求——起光速度慢带来生产效率低、镍耗较大等不利情况。

第四代镀镍次级光亮剂一般由4-9种中间体复配而成，其中有些组分完全摆脱了炔属体系。即使采用炔属类也不大用丁炔二醇而是用丙炔醇的加成物。直接用丙炔醇代替丁炔二醇，光亮整平性好得多，但镀层脆性很大，都不主张直接加入。第四代镀镍次级光亮剂称之为柔软剂，实际上也为几种中间体复配而成，产品差异很大。

2第四代镀镍光亮剂的缺点

第四代镀镍光亮剂的主要优点为快起光、高整平，有的产品光亮范围很宽。一般镀3-5min即能达到较满意的光亮整平性。有的产品加有杂质掩蔽剂，对铜、铅等杂质不太敏感，容忍量高。

由于售品种类繁多，鱼龙混杂，质量参差不齐，有的产品顾及成本，却未体现出第四代镀镍光亮剂的长处：目前第四代镀镍光亮剂总的说来，反映出的问题有以下几方面：

第—，中间体多为含硫化合物，因此镀层活性高，；优点是与半光亮镍组成双层镍时易达到120mv以上电位差的要求，缺点是镀层本身耐蚀性不大好。笔者曾经作过试验，在不锈钢试片上镀亮镍，然后在1：1盐酸中浸泡，用BE类加糖精获得的镀层，浸泡很久不会变色，而用含吡啶衍生物之类的第四代镀镍光亮剂加糖精获得的镀层，浸泡一段时间，镀层开始发暗，进而发黑并有小气泡产生，镍层发生溶解，最后镀层可完全溶于盐酸中。

第二，光亮剂的消耗量大于第二代产品，加之售价普遍较高，因此在镀镍总成本中添加剂的相对成本比例增加。但因起光快、高整平、宽光亮范围，因而可以缩短镀镍时间。这样，一是减少了昂贵镍的消耗，二是提高了生产效率，总的成本下降不少，仍受到普遍欢迎。但应当说，最适于外观要求高而抗蚀性要求不高的装饰产品，特别是采用厚铜薄镍工艺的产品，要兼顾抗蚀性，则至少应采用双层镍，a半光亮镍层应有足够的厚度和相当低的孔隙率：高整平与快消耗是共生的，因为整平作用本身就得靠光亮剂在阴极的还原来产生，因此这是难以克服的问题。

第三，市售的—些产品存在的问题。不少产品的组分配比是根据单组分的安培小时消耗量折算而成的比例，并未经大生产长期考验，因而比例不当。由于协同效应要求的比例不等于其比例，大生产的情况远比实验室复杂，因此使用两三个月后比例失调，效果变差，用户不知其组成及作用，无法调整，甚至添加剂生产厂家也无经验调好，只好叫用户大处理后重新添加，但大处理未必就能完全去除所有组分，残存的某些组分又会造成比例失调。其二、有的厂家出于成本考虑，或者光亮剂中水分太重，或者尽量选用价格低的中间体原材料配制，因而消耗量太大，实际消耗量远远大于说明书上标称的千安小时消耗量(包括某些

（一）

进口光亮剂)，要想按安培小时数自动加料，就有困难。其三、有的配伍和配比并不好，加多了高区发雾，低区发暗，有的实际上为第四代与第三代光亮剂的混合物。这些，并非第四代光亮剂的固有问题，而是光亮剂研制配比和生产中的问题。

3中间体及其功能

第四代镀镍光亮剂所用中间体种类繁多，代号因无标准而很复杂，有点令人摸不着头脑，目前也未见对其如何分类。笔者经过一定实践，作了点分析，依愚见，大致可分为以下几类。

3．1高中电流密度区强整平剂

这类中间体在高中电流密度区具有良好的光亮整平作用，主要为吡啶和丙炔醇的衍生物，例如：PPS(吡啶丙氧基硫代甜菜碱、丙烷磺酸吡啶嗡盐)

PPS—OH(吡啶丙氧基衍生物，羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐)

DEP(丙炔醇类二乙基氨化物、二乙氨基丙炔胺)

PAP(丙炔醇丙氧基化合物)

PMP(丙炔醇乙氧基化合物)

PABS（丙炔基二乙胺甲酸盐）

POPDH(炔丙基氧化羟基丙烷化合物)

这类中间体又可分为三类，即吡啶类衍生物、丙炔醇衍生物、炔胺类化合物。

其中DEP的光亮整平效果尤佳，且加足量后低区光亮性也好，但其售价很贵，一般成品添加剂中加得很少或根本未加。PPS和PPSOH对高中电流密度区也有良好的光亮整平作用。相对而言，PPSOH的光亮范围比PPS宽，但其消耗量比后者大数倍，易造成比例失调。吡啶类衍生物被认为是第四代镀镍光亮剂必备成分。PA(丙炔醇)出光也快，但易分解，镀层脆性大；量小，作用小；量大低区又易漏镀，因此现在不主张直接采用而是配合使用PAP、PME，POPDH其整平性较好，光亮性一般，但消耗量较低。

3．2低区走位及杂质容忍剂

这类中间体多为硫脲类化合物等含硫化合物。它们具有扩展低区镀层，防止或减少漏镀(即所谓“走位”)功能和提高重金属杂质的容忍能力。硫脲类化合物用量少，但会给镀层带来脆性；加多了低区发暗，高中区亮度不降，应慎用。这类中间体如：

ATP(硫脲类化合物，或ATPN羧乙基硫脲嗡甜菜碱)

PS(炔丙基磺酸盐类)、SSO3，(羟烷基磺酸钠盐)、ALO3（炔醇基磺酸钠盐）MOS（丁炔磺酸醚）其它代号还有ALS（丙烯基磺酸钠）VS(乙烯基磺酸钠)、PESS(丙炔嗡盐)等。

它们并不是必须成分，但走位作用明显，特别是ATPN、MOS（深镀能力强，效果好，兼容性大）。3．3“长效”光亮剂

他们对高中电流密度区有一定光亮整平性，但远不及第一类强整平剂，且加入量大后低区镀层易漏镀。其优点是消耗量较低，因此有的称为长效光亮剂。这类中间体多为丁炔二醇衍生物的分离物，如：BEO(丁炔二醇乙氧基化合物)

BMP(丁炔二醇丙氧基化合物)

这类中间体在较低档的第四代光亮剂中含有。因不含硫，也可用于半光亮镍添加剂中作整平剂用。3．4用于柔软剂的中间体

柔软剂使镀层产生压应力，抵消次级光亮剂产生的张应力，减小镀层脆性，因而具有“柔软”作用。其主要成分仍为原用的初级光亮剂BSI(糖精或糖精钠)或BBI(对苯磺酰亚胺)。后者价格高，但综合性能较好，获得的镍层较白一些。

柔软剂中，多数还加有原称为次级辅助光亮剂的一些物质，如，ALS(烯丙基磺酸钠)、BAS(苯亚磺酸钠)、VS(烯乙基磺酸钠)。

柔软剂中的第三类物质为低区走位、杂质容忍物质，如前述的ATP、ATPN、ALO3、MOS、SSO3、PN、PS等。

（二）

其中，PS被认为综合效果最好，可提高分散能力与光亮性，提高低区整平性及抗杂质干扰能力，减小镀层脆性，减少次级光亮剂消耗及扩大其含量范围。VS与ALS作用相仿。

3．5 其它

以代号标称的中间体，有的为老产品，如BOZ(1，4—丁炔二醇)、PA(丙炔醇)。其它还有很多。如，HD或HD-M(二甲基己炔二醇)，能在宽范围内形成半光亮镀层(但整平性不明显)，可用于半光亮镍。PN(不饱和脂肪烃磺酸盐)，为除杂水，可络合铜、锌、铅等与镍共沉积。TPP(固体状除杂剂)及EHS(已基乙基硫酸钠)、KC-EHS等低泡润湿剂等等。

4 第四代镀镍光亮剂的选择和使用

对于众多的售品光亮剂，应认真考核比较其性能，重点考察几点：其一、光亮整平性及起光速度是否良好；整平电流密度范围是否宽；低电流密度区是否漏镀。用250ml霍尔槽，2A搅拌镀5min，试片半光亮区仪允许2-3mm，明显整平区域应有三分之二长度；其二、大处理周期有多长，至少应在半年左右才好，其二、使用三个月以上性能是否会变差，比例是否会失调：其四、工艺性能是否良好，即加入量是否范围宽?若加少了亮度不足，加多了又会发雾、发暗，则太娇气，工艺维护困难。

笔者主张，技术能力强的单位还是宜直接购买中间体自己配制光亮剂。这样有几个好处：第一、可以根据情况及时调整配方比例，防止大的失调，不断完善提高性能；第二、自己配成本肯定要低不少；第三、中间体单独易保存，存放期可以长些；混合好的水剂，已发现某些中间体之间可能发生化学反应，存放期长了，色泽明显加深，性能变差、若所购水剂生产时间已长，则不如现配的好。

设计第四代镀镍次级光亮剂可参考下述原则至少有一种吡啶类化合物，如PPS或PPSOH；至少一种丙炔类化合物，如DEP、PABS、PAP、PME等；至少一种低电流密度区光亮整平中间体，如PS、PN；至少一种低区走位、杂质容忍物质，如ATP、ATPN、MOS、ALO3、VS、ALS等。后二种物质可不加在柔软剂中，直接配在光亮剂中，这样可以提高镀层分散能力及比例不易失调。次级光亮剂可仍用BSI，即糖精，但应注意，市售糖精均为糖精钠，即可溶性糖精。真正的糖精溶解度很小：25~C290ml水仅能溶1g(糖精钠1．5ml水即可溶1d，沸水25ml可溶1s。若要求镍层白亮，则可加BBI或部分BBI部分BSI。实际上第四代镀镍光亮剂镀层白度已比第三代镀镍光亮剂好。

当然，要得到一个好的配方和配比，是要付出大量劳动的，这方面笔者深有体会：经过上百次试验，利用广州科创表面技术有限公司镀镍中间体配成的光亮剂，性能优于不少进口洋货，大生产使用半年，尚无比例失调及任何需大处理迹象，能应付任何复杂大件，镀5min即能达到满意外观及整平要求。次级光亮剂即为经过筛选生产厂的糖精钠。

镀镍光亮剂发展至今，已属第四代，但并不是说下一代一定会完全取代上代。至今滚镀镍还有加第—代镉盐的；丁炔二醇与糖精，因为简单．好控制，还有人坚持在用；第二代BE之类也还有一定市场，因为毕竟其消耗少，相对便宜。任何事情都要——分为二，第四代镀镍光亮剂也有它的缺点，不可能完美无缺。选用何种光亮剂，要根据自己产品要求、成本控制、技术管理水平多种因素来综合考虑，既要积极吸收先进技术，也不能追求时髦。不过既然事物在不断发展，新东西总会有其生命力才会诞生并成长。